本发明专利技术公开一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液，以重量百分计，包括：超高分子量聚乙烯10～50％；占所述超高分子量聚乙烯重量的0.01～10％的染色液；纺丝溶剂。本发明专利技术先将染色液配制成溶胀液，染色液可在溶胀液中均匀分散。使用上述染色液配置成纺丝原液后，可以有利于染色液在纺丝原液中均匀分散。使用上述纺丝原液进行冻胶纺丝时，纺丝原液在双螺杆挤出机中经过熔融、分散、匀混及解缠后，染色液中的颜料粒子会作为成核剂诱导结晶并形成微晶，带有晶核的纺丝熔体挤出成型时，有利于得到结晶度较低，晶核分布均匀的初生丝条。从而最终提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高分子量聚乙烯纤维，具体涉及一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液及纺丝原液。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，也称高强高模聚乙烯纤维，是指由相对分子量在100万以上的聚乙烯依次经过纺丝-萃取-干燥-超倍拉伸制成的高性能纤维。采用超高分子量聚乙烯纤维制成的纤维增强复合材料具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，被广泛用于航空航天领域、海域防御领域、武器装备领域和日常工业领域。 在现有技术中，制备超高分子量聚乙烯纤维通常使用冻胶纺丝技术，该项技术首先由荷兰的DSM公司专利技术。在冻胶纺丝技术中，通常使用相对分子量在100万以上的聚乙烯作为原料，将该原料与合适的溶剂混合溶胀得到的悬浮液作为纺丝原液，然后将该纺丝原液经螺杆挤出机的剪切、匀混、解缠，再经喷丝组件挤出成型获得初生冻胶丝，然后将初生冻胶丝进行后续的萃取、干燥和超倍拉伸得到超高分子量聚乙烯纤维。现有技术中，制备的超高分子量聚乙烯纤维原丝基本都为白色，但在下游应用中比如绳索、手套、鱼线、风筝线等领域中会需要各种颜色的成品来满足客户需求。但是，由于超高分子量聚乙烯纤维中的内部组织结构为稳定致密的六方晶系，主要官能团均为无极性的C-C直链，并无其它官能团，所以在后期对该类白色原丝进行上色时效果较差。例如，当在高温高压的条件对纤维进行染色时，不但会破坏纤维力学性能，而且成本较大，污染严重，难以保证上色均匀；又如，如果通过有色胶涂覆的方法对纤维上色，则无法保证长久的色牢度，在使用中纤维磨损、浸泡都会产生脱胶现象。中国专利CN101230499A将无机颜料混入300万超高分子量聚乙烯纤维粉末制成的纺丝液中，通过双螺杆挤出有色冻胶丝，然后经萃取、干燥和热牵伸制成超高分子量聚乙烯纤维。上述专利中使用了粒径较大的无机颜料，该无机颜料在纺丝液中难以分散均匀，因此在纺丝工艺中难以形成均匀晶核并完善结晶，致使成品纤维虽具有颜色，但力学性能较差，仅达到15 30g/d的强度和400 1000g/d的模量。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于提供一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液及其制备方法；本专利技术还提供一种利用所述纺丝溶胀液制备的纺丝原液、利用所述纺丝原液可以制备具有较高力学性能的超高分子量聚乙烯有色纤维。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液，以重量计，包括超高分子量聚乙烯10 50% ;占所述超闻分子量聚乙烯重量的0. 01 10%的染色液纺丝溶剂。优选的，所述纺丝溶胀液中的超高分子量聚乙烯的含量为15 40%。优选的，所述染色液包括染色溶剂和颜料。优选的，所述染色溶剂选自异丙醇、乙醇、二乙二醇、丙二醇中的一种或多种。优选的，包括在第一份纺丝溶剂中加入超高分子量聚乙烯粉末进行搅拌；向所述第一份纺丝溶剂内加入第二份纺丝溶剂和第一乳化溶剂得到第一混合物； 将所述第一混合物升温至90°C 130°C保温溶胀得到超高分子量聚乙烯溶胀液；所述第一乳化剂由第三份纺丝溶剂、抗氧剂、染色液和表面活性剂经过乳化形成；第一份纺丝溶剂第二份纺丝溶剂第三份纺丝溶剂抗氧剂表面活性剂的重量比为45 55 45 55 I 20 0. 5 5 0.05 0.1。优选的，所述抗氧剂包括碳中心自由基捕捉剂、内酯稳定剂、有机亚磷酸酯、受阻酚、硫醚。本专利技术还提供一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝原液的制备方法，包括取超高分子量聚乙烯溶解液与权利要求I至4任一项所述的纺丝溶胀液按照重量比为0. 42 2. 85的比例混合得到超高分子量聚乙烯重量含量为10 15%的纺丝原液；所述纺丝溶胀液中的超高分子量聚乙烯与所述超高分子量聚乙烯溶解液中的超闻分子量聚乙烯的重量比为2. 5 70。优选的，所述超高分子量聚乙烯溶解液与所述纺丝溶胀液的重量比为I. 0 2. 5。优选的，所述纺丝溶胀液中的超高分子量聚乙烯与所述超高分子量聚乙烯溶解液中的超高分子量聚乙烯的重量比为2. 5 70。优选的，所述超高分子量聚乙烯纤维溶解液按照如下方法制备向第四份纺丝溶剂中加入第二乳化溶剂、第三乳化溶剂、第四乳化溶剂、第五份纺丝溶剂搅拌均匀得到第二混合物，将所述第二混合物升温至100°C 190°C搅拌得到超高分子量聚乙烯溶解液；所述第二乳化溶剂由第六份纺丝溶剂和超高分子量聚乙烯按照I 5 : 0.4 0.6的比例乳化形成；所述第四乳化溶剂由第七份溶剂、抗氧剂经过乳化形成；所述第四份纺丝溶剂第五份纺丝溶剂第六份纺丝溶剂第七份纺丝溶剂的重量比为67 75 15 25 2 10 2 4。本专利技术还提供一种由上述的制备方法得到的超高分子量聚乙烯纤维的纺丝原液。本专利技术还提供一种制备超高分子量聚乙烯有色纤维的方法，包括利用上述技术方案制备的超高分子量聚乙烯纤维的纺丝原液经过纺丝、萃取、干燥和超倍拉伸得到超高分子量聚乙烯有色纤维，所述超倍拉伸的倍数为30倍 130倍。本专利技术还提供一种根据所述的纺丝溶液制备得到的超高分子量聚乙烯纤维本专利技术提供了一种用于制备超高分子量聚乙烯纤维的纺丝溶胀液，本专利技术先将染色液配制成溶胀液，染色液可以在溶胀液中均匀分散。使用上述纺丝溶胀液制备的纺丝原液进行冻胶纺丝时，纺丝原液在双螺杆挤出机中经过熔融、分散、匀混及解缠后，染色液中的颜料粒子会作为成核剂诱导结晶并形成微晶，带有晶核的纺丝熔体挤出成型时，有利于得到结晶度较低，晶核分布均匀的初生丝条，从而最终提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能。本专利技术还提供了一种用于制备超高分子量聚乙烯纤维的纺丝原液的制备方法，本专利技术通过在上述溶胀液中添加溶解液混合搅拌得到超高分子量聚乙烯重量含量为10-15%的高含固量的纺丝原液。由于溶解液可以对溶胀液起到增塑作用，因此可以降低纺丝原液体系的粘度，保证纺丝原液具有较好的流动性和出丝连续性，避免在后续的纺丝过程中出现毛丝、断丝。此外，通过在溶胀液中加入溶解液，还可以使冻胶纺丝时产生的超高分子量聚乙烯凝胶丝条含有适量的链缠结点，这样可以保证丝条在后续的牵伸过程中使张力在丝条中的传递能够顺利传递，以达到超倍拉伸的目的，防止产生断丝，保证超高分子量聚乙烯纤维的性能的稳定。具体实施方式 为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术一种用于制备超高分子量聚乙烯纤维的纺丝溶胀液，以重量百分计，包括超高分子量聚乙烯10 % 50 % ;染色液占所述超闻分子量聚乙烯重量的0. 01 10% ；纺丝溶剂。按照本专利技术，所述超高分子量聚乙烯溶胀液是指本领域技术人员熟知的将超高分子量聚乙烯与纺丝溶剂混合后，纺丝溶剂小分子渗透、扩散到超高分子量聚乙烯的大分子之间，使超高分子量聚乙烯大分子膨胀后得到的悬浮液。所述纺丝溶胀液优选按照如下方法制备,具体包括在第一份纺丝溶剂内加入超高分子量聚乙烯粉末进行搅拌；向所述第一份纺丝溶剂内加入第二份纺丝溶剂和第一乳化溶剂得到第一混合物；将所述第一混合物升温至90°C 130°C保温溶胀得到超高分子量聚乙烯溶胀液；所述第一乳化溶剂由第三份纺丝溶剂、抗氧剂、染色液和表面活性剂经过乳化形成；所述第一份纺丝溶剂第二份纺丝溶剂第三份纺丝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液，其特征在于，以重量百分计，包括：超高分子量聚乙烯10～50％；占所述超高分子量聚乙烯重量的0.01～10％的染色液；纺丝溶剂。
【技术特征摘要】
1.一种用于制备超高分子量聚乙烯有色纤维的纺丝溶胀液，其特征在于，以重量百分计，包括 超高分子量聚乙烯10 50% ; 占所述超高分子量聚乙烯重量的0.01 10%的染色液； 纺丝溶剂。2.根据权利要求I所述的纺丝溶胀液，其特征在于，所述纺丝溶胀液中的超高分子量聚乙烯的含量为15 40%。3.根据权利要求I所述的纺丝溶胀液，其特征在于，所述染色液包括染色溶剂和颜料。4.根据权利要求3所述的纺丝溶胀液，其特征在于，所述染色溶剂选自异丙醇、乙醇、 二乙二醇、丙二醇中的一种或多种。5.权利要求I至4任一项所述的纺丝溶液的制备方法，其特征在于，包括 在第一份纺丝溶剂中加入超高分子量聚乙烯粉末进行搅拌； 向所述第一份纺丝溶剂内加入第二份纺丝溶剂和第一乳化溶剂得到第一混合物； 将所述第一混合物升温至90°C 130°C保温溶胀得到超高分子量聚乙烯溶胀液； 所述第一乳化剂由第三份纺丝溶剂、抗氧剂、染色液和表面活性剂经过乳化形成； 第一份纺丝溶剂第二份纺丝溶剂第三份纺丝溶剂抗氧剂表面活性剂的重量比为 45 55 45 55 I 20 O. 5 5 O. 05 O. I。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂包括碳中心自由基捕捉齐U、内酯稳定剂、有机亚磷酸酯、受阻酚、硫醚。7.一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝原液的制备方法，其特征在于，包括 取超高分子量聚乙烯溶解液与权利要求I至4任一项所述的纺丝溶胀液按照重量比为O. 42 2. 85的比例混合得到超高分子量聚乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏，黄兴良，林凤崎，余燕飞，
申请(专利权)人：北京同益中特种纤维技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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